JP2003164996A

JP2003164996A - 粉末充填方法および粉末充填装置

Info

Publication number: JP2003164996A
Application number: JP2001368467A
Authority: JP
Inventors: Izumi Takeuchi; 泉武内; Kenichi Kinoshita; 憲一木下
Original assignee: Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2001-12-03
Filing date: 2001-12-03
Publication date: 2003-06-10

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】キャビティの形状に拘わらず良好に粉末を充
填できる、粉末充填方法および粉末充填装置を提供す
る。【解決手段】粉末充填装置１０は粉末ｍを保持する粉
末保持部３０を含む。粉末保持部３０は、相互の下端部
間に粉末落下口が形成されるようにそれぞれ傾斜して対
向配置される一対の傾斜部材３４ａおよび３４ｂを含
む。ダイ１０４に形成されるキャビティ１０８への粉末
充填時には、傾斜部材３４ａおよび３４ｂをそれぞれエ
アシリンダ４０ａおよび４０ｂによって相互に反対方向
に往復運動させ、キャビティ１０８の長手方向に平行な
力を粉末保持部３０内の粉末ｍに加えながら、キャビテ
ィ１０８に粉末ｍを充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は粉末充填方法およ
び粉末充填装置に関し、より特定的にはダイに形成され
たキャビティに粉末を充填する粉末充填方法および粉末
充填装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、粉末をプレス成形するプレス
成形装置において、キャビティに粉末を充填するために
様々な技術が提案されている。小型の成形体を製造する
場合には、ダイに形成されるキャビティの開口がかなり
小さくなるため、粉末が一気に落下してキャビティ開口
部付近で積み上がりキャビティ内に入り難くなる。これ
は粉末特有のブリッジと呼ばれる現象によるものであ
る。このブリッジ現象を回避するために、粉末にバイン
ダを添加することで該粉末よりも粒子径が大きく形状も
丸くなるように造粒された造粒粉が用いられている。こ
のような造粒粉を用いることで、粉末同士の接触面積が
激減して、粉末の流動性が格段に向上する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような造
粒粉を用いても成形体のさらなる小型化に対応するには
限界がある。そこで、特開２０００−１９７９９６にお
いて、フィーダーボックスの粉末収容部からキャビティ
へ粉末を導く斜面裏に超音波振動子を設け、フィーダー
ボックスを振動させながら粉末をキャビティに高速で供
給する技術が提案されている。

【０００４】この従来技術では、振動周波数が大きく振
幅が小さいため粉末内で振動が急速に減衰し、フィーダ
ーボックス内の粉末に万遍なく振動が伝わらず粉末を充
填できない場合があった。特に、キャビティの開口が細
長い場合や弓形状の場合に良好に充填できなかった。そ
れゆえに、この発明の主たる目的は、キャビティの形状
に拘わらず良好に粉末を充填できる、粉末充填方法およ
び粉末充填装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の粉末充填方法は、ダイに形成さ
れるキャビティに粉末を充填する粉末充填方法であっ
て、粉末落下口を有する粉末保持部に粉末を供給する第
１ステップ、および粉末保持部の少なくとも一部を用い
てキャビティの長手方向に平行な力を粉末保持部内の粉
末に加えながら粉末をキャビティに充填する第２ステッ
プを備える。請求項２に記載の粉末充填方法は、請求項
１に記載の粉末充填方法において、粉末保持部は、それ
ぞれ傾斜して対向配置されかつ相互の下端部間に粉末落
下口が形成される一対の傾斜部材を用いて形成され、第
２ステップでは、一対の傾斜部材の少なくともいずれか
一方をキャビティの長手方向に平行に往復運動させるこ
とを特徴とする。

【０００６】請求項３に記載の粉末充填方法は、請求項
２に記載の粉末充填方法において、第２ステップでは、
一対の傾斜部材のそれぞれを相互に反対方向に往復運動
させることを特徴とする。請求項４に記載の粉末充填方
法は、請求項２または３に記載の粉末充填方法におい
て、傾斜部材の往復運動時の移動ストロークが０．１ｍ
ｍ以上１０ｍｍ以下であることを特徴とする。

【０００７】請求項５に記載の粉末充填方法は、請求項
１から４のいずれかに記載の粉末充填方法において、キ
ャビティの幅が１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴
とする。請求項６に記載の粉末充填方法は、請求項１か
ら５のいずれかに記載の粉末充填方法において、粉末は
希土類合金粉末がバインダによって結合された造粒粉で
あることを特徴とする。請求項７に記載の粉末充填装置
は、ダイに形成されるキャビティに粉末を充填する粉末
充填装置であって、粉末落下口を有しかつ粉末を保持す
る粉末保持部、およびキャビティへの粉末充填時に粉末
保持部の少なくとも一部を用いてキャビティの長手方向
に平行な力を粉末保持部内の粉末に加える付加手段を備
える。

【０００８】請求項８に記載の粉末充填装置は、請求項
７に記載の粉末充填装置において、付加手段は、粉末保
持部の一部を構成する一対の傾斜部材、および一対の傾
斜部材の少なくともいずれか一方をキャビティの長手方
向に平行に往復運動させる駆動手段を含み、一対の傾斜
部材は、相互の下端部間に粉末落下口が形成されるよう
にそれぞれ傾斜して対向配置されることを特徴とする。
請求項９に記載の粉末充填装置は、請求項８に記載の粉
末充填装置において、駆動手段は、一対の傾斜部材のそ
れぞれを相互に反対方向に往復運動させる手段を含むこ
とを特徴とする。

【０００９】請求項１に記載の粉末充填方法では、粉末
充填時に粉末保持部内の粉末に対してキャビティの長手
方向に平行な力を与える。したがって、落下しようとす
る粉末に対して重力による鉛直方向の力に加えて水平方
向の力を与えることができ、より粉末保持部内の粉末が
流動しやすい状況で粉末落下口からキャビティに充填で
きる。したがって、充填しづらい粉末であってもブリッ
ジを起こすことなく充填できる。請求項７に記載の粉末
成形装置についても同様である。

【００１０】請求項２に記載の粉末充填方法では、粉末
充填時に少なくともいずれか一方の傾斜部材を往復運動
させればよいので、より簡単な構成で粉末をキャビティ
に良好に充填できる。請求項８に記載の粉末充填装置に
ついても同様である。請求項３に記載の粉末充填方法で
は、粉末充填時に一対の傾斜部材のそれぞれを相互に反
対方向に往復運動させることによって、粉末に対して水
平方向の力をより効果的に与えることができ、粉末をさ
らにほぐしながらキャビティに充填できる。請求項９に
記載の粉末充填装置についても同様である。

【００１１】傾斜部材の往復運動時の移動ストローク
（移動量）が０．１ｍｍ未満では、移動ストロークが小
さすぎるので、粉末に対して水平方向の力を十分に与え
ることができず粉末を流動しやすい状況でキャビティに
充填できない。一方、移動ストロークが１０ｍｍを超え
ると、単位時間当たりの往復回数（周波数）が低下して
給粉時間が長くなってしまう。請求項４に記載の粉末充
填方法では、傾斜部材の移動ストロークを０．１ｍｍ以
上１０ｍｍ以下に設定することによって、粉末をほぐし
ながら良好に短時間でキャビティに充填できる。

【００１２】キャビティの幅が５ｍｍを超えると、粉末
に対してキャビティの長手方向に平行な力を与えなくて
も粉末をキャビティに比較的良好に充填できる。言い換
えれば、キャビティの幅が５ｍｍ以下になれば粉末の充
填が難しくなる。一方、キャビティの幅が１ｍｍ未満で
あれば、幅が狭すぎてそもそも粉末を良好に充填できな
い。したがって、請求項５に記載の粉末充填方法のよう
に、キャビティの幅が１ｍｍ以上５ｍｍ以下の場合にこ
の発明が有効となり、粉末に上述のような力を加えるこ
とによってキャビティに粉末を良好に充填できる。請求
項６に記載のように粉末に造粒粉を用いれば、粉末同士
の接触面積が激減して流動性が向上するので、粉末をキ
ャビティへより円滑に充填できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。図１に、この発明の一
実施形態の粉末充填装置１０が適用されるプレス成形装
置１００を示す。プレス成形装置１００はダイセット１
０２を含む。ダイセット１０２にはダイ１０４が嵌め込
まれる。ダイ１０４にはたとえば非磁性材が用いられ
る。ダイ１０４には断面短冊状のダイホール１０６が上
下方向に貫通するように設けられ、下パンチ（図示せ
ず）がダイホール１０６に下方から嵌入自在に配置され
る。下パンチの上端面とダイホール１０６の内周面とに
よって任意の容積のキャビティ１０８が形成される。ダ
イ１０４の上方にはダイホール１０６に嵌入可能な上パ
ンチ１１０が配置される。上パンチ１１０は矢印Ａに示
すように上下方向に移動可能であり、上パンチ１１０を
キャビティ１０８内に没入することによって、キャビテ
ィ１０６内に充填された粉末ｍ（後述）が圧縮され成形
体が得られる。この実施形態では、プレス成形によって
厚みの小さい角板状の成形体が得られる。なお、キャビ
ティ１０８の長さをＬ、幅をＷとして表す。

【００１４】配向手段として、ダイセット１０２を挟ん
で一対の磁場発生コイル１１２ａおよび１１２ｂが設け
られ、磁場発生コイル１１２ａおよび１１２ｂの中心に
それぞれパーメンジュール等のコア１１４ａおよび１１
４ｂが設けられる。磁場発生コイル１１２ａおよび１１
２ｂに通電することによって、キャビティ１０８内の粉
末ｍに矢印Ｂ方向のたとえば１．２Ｔの配向磁場が印加
され、粉末ｍが配向される。配向磁場は圧縮成形方向と
略直交する方向に印加される。また、ダイセット１０２
にはベースプレート１１６が隣接配置される。ベースプ
レート１１６上には粉末充填装置１０が設けられる。

【００１５】粉末充填装置１０は、図示しないたとえば
軸ロボットやエアーシリンダ等のアクチュエータによっ
てダイ１０４上と待機位置とを往復移動する。粉末充填
装置１０は、ベースプレート１１６上の幅方向に設けら
れる一対の板状部材１２ａおよび１２ｂを含む。一対の
板状部材１２ａおよび１２ｂは、相互に間隔をおいて配
置され、板状部材１２ａおよび１２ｂ間にはスライド板
１４が設けられる。スライド板１４には、ダイホール１
０６すなわちキャビティ１０８に対応する貫通孔１６が
設けられる。

【００１６】板状部材１２ａおよび１２ｂ上にはそれぞ
れガイドレール１８ａおよび１８ｂが設けられる。ガイ
ドレール１８ｂ上には摺動可能なエアシリンダ２０が配
置され、ガイドレール１８ａ上にも摺動可能なエアシリ
ンダ２２が配置され、スライド板１４上には短冊状の板
状部材２４が配置され、板状部材２４の両端部がそれぞ
れエアシリンダ２０および２２上に固定される。板状部
材２４にもキャビティ１０８や貫通孔１６に対応する貫
通孔２６（図２参照）が形成される。エアシリンダ２０
の両端部にはエア供給管２８が接続される。エア供給管
２８からエアシリンダ２０へ供給されるエアによって、
エアシリンダ２０は矢印Ｃで示すベースプレート１１６
の幅方向に移動可能となる。また、エアシリンダ２２も
同様な機構により動作する。これに伴って、板状部材２
４ひいては板状部材２４上に配置される粉末保持部３０
も同様に、ベースプレート１１６の幅方向に移動可能と
なる。

【００１７】粉末ｍが収容される粉末保持部３０は、粉
末充填装置１０の移動方向に間隔をおいて対面する略逆
三角形状（または逆台形状）の一対の側壁３２ａおよび
３２ｂと、粉末充填装置１０の移動方向と平行に設けら
れる略Ｔ字状かつ板状の一対の傾斜部材３４ａおよび３
４ｂとを含む。傾斜部材３４ａは側壁３２ａおよび３２
ｂの一方側縁部に接触するように、傾斜部材３４ｂは側
壁３２ａおよび３２ｂの他方側縁部に接触するように、
それぞれ傾斜してかつ相互に対向配置される。これによ
って、粉末保持部３０は、横断面長方形かつ縦断面略逆
三角形（または逆台形）の粉末収容部３０ａを有し、粉
末収容部３０ａの横断面が上端部側から下端部側へ徐々
に狭くなり、かつ下端部には粉末落下口３６（図２参
照）が形成される。粉末落下口３６は、キャビティ１０
８と同様、ベースプレート１１６の長手方向に延びて形
成される。なお、貫通孔１６、２６および粉末落下口３
６の幅方向の寸法は、キャビティ１０８の幅Ｗと略等し
く設定される。

【００１８】傾斜部材３４ａおよび３４ｂには、たとえ
ばステンレス鋼が用いられ、バフ仕上げなどで表面が平
滑にされる。表面粗度が大きすぎると給粉時に粉末ｍが
傾斜部材３４ａおよび３４ｂの表面上に残り、給粉でき
ないおそれがあるからである。傾斜部材３４ａおよび３
４ｂの傾斜角度は、充填される粉末ｍが有する流動性に
応じて設定される。図示しない秤量装置によって、キャ
ビティ１０８に充填すべき１回のプレス成形に必要とさ
れる粉末ｍの量が量られたのち、その量の粉末ｍが粉末
保持部３０に供給される。このように個別秤量すること
によって単重ばらつきが軽減される。粉末ｍにはたとえ
ば希土類合金粉末が用いられる。

【００１９】傾斜部材３４ａおよび３４ｂの一端部内側
にはそれぞれ、板状部材３８ａおよび３８ｂが固定さ
れ、さらにエアシリンダ４０ａおよび４０ｂが設けられ
る。エアシリンダ４０ａおよび４０ｂのそれぞれの一方
端は側壁３２ａに取り付けられ、他方端にはエア供給管
４２ａおよび４２ｂが取り付けられる。エア供給管４２
ａおよび４２ｂからエアを供給することによって、エア
シリンダ４０ａおよび４０ｂのスライダ４４ａおよび４
４ｂがキャビティ１０８の長手方向に往復運動し、それ
によって傾斜部材３４ａおよび３４ｂが矢印Ｄで示す方
向すなわちキャビティ１０８の長手方向に往復運動（ス
ライド）する。

【００２０】また、傾斜部材３４ａおよび３４ｂの他端
部内側にはそれぞれ、リニアベアリング４６ａおよび４
６ｂが固定される。リニアベアリング４６ａおよび４６
ｂは、それぞれ図示しない棒状部材を介してエアシリン
ダ４０ａおよび４０ｂに連結される。傾斜部材３４ａお
よび３４ｂの移動ストロークは、０．１ｍｍ以上１０ｍ
ｍ以下に設定することが好ましい。この場合、粉末ｍを
ほぐしながら良好に短時間でキャビティ１０８に充填で
きる。なお、粉末保持部３０が粉末ｍを問題なく保持で
きるように、傾斜部材３４ａおよび３４ｂは、往復運動
するときも、傾斜部材３４ａが側壁３２ａおよび３２ｂ
の一方側縁部に接触しかつ傾斜部材３４ｂが側壁３２ａ
および３２ｂの他方側縁部に接触した状態を維持し続け
る。

【００２１】粉末保持部３０内には、図示しないガス供
給パイプから大気圧より高い圧力で窒素ガスなどの不活
性ガスが供給され、粉末保持部３０内は不活性ガス雰囲
気に保たれる。粉末保持部３０内を気密にするために粉
末保持部３０上には上蓋４８が設けられる。上蓋４８
は、開口を有する枠体５０と枠体５０の開口を開閉する
シャッタ５２とを含む。シャッタ５２の一端部には、固
定部材５４を介して、シャッタ５２を移動するためのエ
アシリンダ５６が固定される。エアシリンダ５６のシリ
ンダシャフト５８は、板状部材２４上に取り付けられた
Ｌ字状の金具６０を貫通して固定部材５４に取り付けら
れる。シリンダシャフト５８が矢印Ｅで示すようにベー
スプレート１１６の長手方向に移動することによって、
シャッタ５２が移動し、枠体５０の開口が開閉される。

【００２２】シャッタ５２は、粉末保持部３０内を不活
性ガス雰囲気に保つために通常は枠体５０の開口を閉じ
るように配置され、粉末補給時のみエアシリンダ５６方
向（図１に示す位置）に移動され、粉末保持部３０の上
面が開口される。

【００２３】このようなプレス成形装置１００の動作に
ついて図１、図２および図３を参照して説明する。粉末
保持部３０には窒素ガスなどの不活性ガスが導入されて
いる。この状態で、粉末保持部３０上のシャッタ５２が
開蓋して、１回のプレス成形で必要とされる所定量の粉
末ｍが粉末保持部３０に供給される。粉末ｍの供給後、
シャッタ５２を閉じて粉末保持部３０の内部を不活性ガ
ス雰囲気に保つ。

【００２４】この状態で、図示しないエアシリンダを作
動させて、粉末ｍが搭載された粉末保持部３０をダイ１
０４上に移動させる。このときは未だ、図２（ａ）に示
すように、粉末保持部３０の粉末落下口３６および板状
部材２４の貫通孔２６は、スライド板１４の貫通孔１６
およびダイ１０４のダイホール１０６すなわちキャビテ
ィ１０８上にはなく、キャビティ１０８への給粉はなさ
れていない。粉末保持部３０がダイ１０４上に到着した
ら、エアシリンダ２０を駆動させて、板状部材２４およ
び粉末保持部３０をベースプレート１１６の幅方向すな
わち矢印Ｃ１方向へスライドさせ、図２（ｂ）に示すよ
うに、粉末落下口３６および貫通孔２６を、貫通孔１６
およびキャビティ１０８上に位置決めし、粉末落下口３
６をキャビティ１０８に連通させる。

【００２５】その後、エアシリンダ４０ａおよび４０ｂ
を駆動させて、傾斜部材３４ａおよび３４ｂを矢印Ｄ方
向に往復運動させながら、粉末ｍを落下させキャビティ
１０８へ給粉する。このとき、図３（ａ）および（ｂ）
に示すように、傾斜部材３４ａと３４ｂとは相互に反対
方向に往復運動する。

【００２６】キャビティ１０８内への粉末ｍの充填が完
了すると、図２（ｃ）に示すように、板状部材２４およ
び粉末保持部３０を矢印Ｃ２方向にスライドさせて元の
位置に戻し、さらに、粉末充填装置１０を待機位置まで
後退させる。そして、上パンチ１１０を降下させた状態
で磁場発生コイル１１２ａおよび１１２ｂによって配向
磁場を発生させつつ、キャビティ１０８内の粉末ｍをプ
レス成形する。この間に退去した粉末保持部３０に対し
て秤量された粉末ｍが補給される。上述の操作を繰り返
して粉末ｍのプレス作業が連続して行われる。

【００２７】粉末充填装置１０によれば、粉末充填時に
粉末保持部３０内の粉末ｍに対してキャビティ１０８の
長手方向に平行な力を与える。したがって、落下しよう
とする粉末ｍに対して重力による鉛直方向の力に加えて
水平方向の力を与えることができ、粉末保持部３０内の
粉末ｍの流動性を向上させて粉末落下口３６から粉末ｍ
を落下させキャビティ１０８に充填できる。また、傾斜
部材３４ａおよび３４ｂのそれぞれを相互に反対方向に
往復運動させることによって、粉末ｍに対して水平方向
の運動エネルギーをより効果的に与えて、粉末間の摩擦
を静摩擦から動摩擦に変えて、粉末ｍ中で発生している
ブリッジを壊しながら個々の粉末をキャビティ１０８に
充填できる。

【００２８】さらに、ダイホール１０６すなわちキャビ
ティ１０８の幅Ｗが１ｍｍ以上５ｍｍ以下のとき効果的
である。幅Ｗがこのように狭い場合、従来では粉末充填
装置において、秤量装置から粉末を受ける側よりキャビ
ティへ粉末を充填する側の方が開口が極めて狭くなるた
め、キャビティの開口付近に粉末の積層によるブリッジ
が発生して給粉が困難であった。しかし、粉末充填装置
１０によれば、粉末ｍをほぐすことができるので、幅Ｗ
がこのように狭いときでもブリッジを発生することなく
粉末ｍを高速に充填でき、また、キャビティ１０８内の
充填密度ばらつきを低減できる。したがって、キャビテ
ィの横断面形状が図１に示す実施形態のように細長い場
合や図４に示すように弓形状の場合にも良好に充填でき
る。粉末ｍの流動性が悪い場合には特に効果的である。

【００２９】そして、キャビティ１０８内に充填された
粉末ｍを、プレス成形装置１００によってプレスするこ
とによって密度の均一性が高い成形体を得ることがで
き、密度の不均一から生じるひびや割れさらに変形の発
生を防止できる。また、プレス成形装置１００のように
成形体を「１個取り」することによって、歩留まりを向
上でき、コストを下げることができる。また、配向磁場
が圧縮方向と直交する方向に印加されるため、配向性に
すぐれた成形体すなわち磁気特性にすぐれた磁石を得る
ことができる。なお、粉末充填時に、傾斜部材３４ａお
よび３４ｂのうち少なくともいずれか一方のみを往復運
動させるようにしてもよい。この場合、より簡単な構成
で粉末ｍをキャビティ１０８に良好に充填できる。

【００３０】また、粉末ｍとして、たとえば米国特許第
４，７７０，７２３号および米国特許第４，７９２，３
６８号の明細書に記載されているＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉
末にバインダとして成形用潤滑剤を添加して作製された
造粒粉を用いれば、粉末ｍ同士の接触面積が激減してさ
らに流動性が向上するので、粉末ｍをキャビティ１０８
へさらに円滑に充填できる。

【００３１】ここで用いる成形用潤滑剤としては、ノル
マルパラフィン、イソパラフィンおよび解重合オリゴマ
のなかから選択される少なくとも１種の造粒剤を用い
る。勿論これらの複数を混合して用いてもよい。解重合
オリゴマとしては、イソブチレンとノルマルブチレンの
共重合体、イソブチレンの単一重合体、メタクリル酸ア
ルキル（たとえば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸
エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、
メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ターシャリーブ
チル）の単一重合体または共重合体、アルキレングリコ
ール（たとえば、エチレングリコール、プロピレングリ
コール）の単一重合体または共重合体が好ましい。解重
合オリゴマは、分子中に比較的多くの分岐構造を有し、
それ故に、比較的粘度が高く、適度な結合力を有すると
考えられる。

【００３２】なお、上記の造粒剤に加えて、結合力を向
上させるために、テルペン系樹脂（たとえば、ロジン、
テルペンフェノールレジン、リモネンの二量体）または
脂肪族系樹脂（たとえば、ブチレンやペンテンなどの重
合体）を添加してもよい。これらの添加量は、０．０５
質量％〜１．０質量％の範囲が好ましい。これらの造粒
剤は、潤滑性を有するとともに、適度な結合力を有し、
且つ、脱バインダ性に優れている。上記造粒剤の平均分
子量は、１２０〜５００の範囲内にあることが好まし
い。平均分子量が１２０を下回るものは結合力が弱く、
安定な造粒粉を得ることがむずかしい。また、平均分子
量が５００を超えるものは、焼結体中に残存する炭素量
が多くなり、磁気特性を低下させるので好ましくない。
平均分子量が１４０〜４５０の範囲内にあるものがさら
に好ましい。

【００３３】ノルマルパラフィンおよびイソパラフィン
については沸点で好ましい材料を特定することもでき、
沸点が８０℃〜２５０℃の範囲内にあるものが好まし
い。沸点が８０℃を下回るものは結合力が弱く、安定な
造粒粉を得ることがむずかしく、沸点が２５０℃を超え
るものは、焼結体中に残存する炭素量が多くなり磁気特
性を低下させるので好ましくない。ノルマルパラフィン
およびイソパラフィンとしては、平均分子量が１４０〜
４５０の範囲内にあるものまたは沸点が１００℃〜２３
０℃の範囲内にあるものがさらに好ましく、比較的少量
の添加で、充分な効果を得ることができる。勿論、ノル
マルパラフィン、イソパラフィンおよび解重合オリゴマ
の２種以上を混合して用いる場合は、それぞれが上記の
条件を満足することが好ましい。

【００３４】造粒粉の調製に用いる造粒剤の添加量は、
粉末の質量に対して０．１質量％〜５０質量％の範囲内
にあることが好ましい。造粒剤の添加量が０．１質量％
よりも少ないと粉末（１次粒子）を造粒することができ
ず、５０質量％を超えると結合力が強すぎ、造粒粉を磁
界の印加で崩壊させることがむずかしく、且つ、焼結体
中の残存炭素量が多くなり、磁気特性を低下させるの
で、好ましくない。造粒剤の添加量は、０．１質量％〜
１０質量％がさらに好ましく、０．２質量％〜１０質量
％がさらに好ましい。

【００３５】造粒工程は、公知の種々の造粒方法を用い
て実行される。たとえば、攪拌混合造粒法、振動造粒法
や転動造粒法などを用いて実行することができるが、流
動層造粒法を用いることが好ましい。流動層造粒法を用
いると、球形に近い形状の造粒粉を得ることができると
ともに、適度な固さの造粒粉を得ることができる。造粒
粉が球形に近い形状を有していると、流動性および成形
性に優れる。また、造粒粉の固さは、造粒剤の影響も受
けるが、上述したように固すぎても柔らか過ぎても不都
合を生じる。流動層造粒法で造粒するための造粒装置と
して、不二パウダル株式会社製のスイング・プロセッサ
を好適に用いることができる。

【００３６】粉末ｍとして造粒粉を用いれば、キャビテ
ィ１０８の幅Ｗがより狭くなっても良好に充填できる。
バインダとしては上記油剤の他、ＰＶＡ等も使用でき
る。造粒粉の平均粒径は１０μｍ以上１０００μｍ以下
であり、成形用潤滑剤の結合力が弱いため、このような
造粒粉は柔らかく壊れやすい大きな塊である。そこで、
スライド板１４を用いることによって、粉末充填装置１
０内の造粒粉はキャビティ１０８に充填するまで外気に
さらされないので、造粒粉表面のバインダが揮発せず、
造粒粉としての特性を保つことができる。

【００３７】さらに、この発明は、ストリップキャスト
法（たとえば米国特許第５，３８３，９７８号参照）等
の急冷法（冷却速度１０²℃／秒〜１０⁴℃／秒）によっ
て製造された原料粉末をジェットミル等で粉砕し、得ら
れた角張った形状の粉末を、粉末ｍとして用いる場合に
も効果的である。粉末ｍが角張った形状であれば、流動
性は悪いが、傾斜部材３４ａおよび３４ｂの往復運動に
よって、粉末間の摩擦を低減させながらキャビティ１０
８に粉末ｍを良好に充填できる。その結果、流動性の悪
い急冷法によって製造された粉末であってもブリッジを
起こすことなく充填できる。また、キャビティ１０８の
幅Ｗが狭いときでも、急冷法によって製造された平均粒
径１．５μｍ〜６μｍ（ＦＳＳＳ粒径）の粉末ｍを良好
に充填できる。

【００３８】以下、一実験例について説明する。粉末充
填装置１０を用いて粉末充填した場合と、超音波振動子
による振動方式である従来技術を用いて粉末充填した場
合とを比較した。粉末充填装置１０において、傾斜部材
３４ａおよび３４ｂの往復運動時の移動ストロークは５
ｍｍ、周波数は５Ｈｚ、往復時間は２秒とした。粉末ｍ
には、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末にラウリル酸エチルを添
加して造粒した造粒粉が用いられ、平均粒径は８０μｍ
であった。プレス成形して得られた成形体の寸法は、５
０ｍｍ（長さ）×５ｍｍ（幅）×５０ｍｍ（高さ）であ
った。実験の結果、ダイホールすなわちキャビティの幅
が５ｍｍ以下の場合、粉末充填装置１０を用いれば粉末
を充填できたが、従来技術では粉末を充填できなかっ
た。

【００３９】なお、粉末保持部３０内の粉末ｍに対し
て、キャビティ１０８の長手方向に平行な力を与えると
き、粉末落下口３６近傍の粉末ｍに対してのみ力を加え
るようにしてもよい。そのための手段は任意であるが、
たとえば傾斜部材３４ａおよび３４ｂのうちそれぞれの
下部のみを往復運動させる。このようにしても、粉末ｍ
は、往復運動する傾斜部材３４ａおよび３４ｂの下部間
を必ず通過するので、ほぐされた状態で粉末落下口３６
を通過し、キャビティ１０８に供給される。

【００４０】上述のように、粉末保持部３０内の粉末ｍ
に対して付与される力の方向は、ダイホール１０６すな
わちキャビティ１０８の長手方向である。したがって、
矢印Ｂ方向の寸法の方が長くなるようにキャビティ１０
８が形成されている（たとえば図１に示すキャビティ１
０８が矢印Ｂ方向に細長く形成されている）場合には、
粉末保持部内の粉末にも矢印Ｂ方向の力を付与すること
になり、それに応じて粉末充填装置の構成も適宜変更さ
れる。なお、この明細書における「キャビティの長手方
向」とは、図１に示すような短冊状の開口を有するキャ
ビティ１０８の場合には長さＬの方向をいい、図４に示
すような弓形状の開口を有するキャビティ１０８ａの場
合には長さＬ１の方向をいう。

【００４１】

【発明の効果】この発明によれば、粉末保持部内の粉末
をほぐしながら粉末落下口から落下させキャビティに充
填できる。したがって、キャビティの形状に拘わらずブ
リッジを起こすことなく良好に粉末を充填できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態を示す斜視図である。

【図２】この発明の動作の一例を示す図解図である。

【図３】傾斜部材の往復動作を示す平面図解図である。

【図４】キャビティの変形例を示す平面図解図である。

【符号の説明】

１０粉末充填装置２０、４０ａ、４０ｂ、５６エアシリンダ３０粉末保持部３４ａ、３４ｂ傾斜部材１００粉末成形装置１０４ダイ１０６ダイホール１０８、１０８ａキャビティｍ粉末Ｄ傾斜部材の往復運動の方向Ｌ、Ｌ１キャビティの長さＷキャビティの幅

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ダイに形成されるキャビティに粉末を充
填する粉末充填方法であって、粉末落下口を有する粉末保持部に前記粉末を供給する第
１ステップ、および前記粉末保持部の少なくとも一部を
用いて前記キャビティの長手方向に平行な力を前記粉末
保持部内の前記粉末に加えながら前記粉末を前記キャビ
ティに充填する第２ステップを備える、粉末充填方法。
【請求項２】前記粉末保持部は、それぞれ傾斜して対
向配置されかつ相互の下端部間に前記粉末落下口が形成
される一対の傾斜部材を用いて形成され、前記第２ステ
ップでは、前記一対の傾斜部材の少なくともいずれか一
方を前記キャビティの長手方向に平行に往復運動させ
る、請求項１に記載の粉末充填方法。
【請求項３】前記第２ステップでは、前記一対の傾斜
部材のそれぞれを相互に反対方向に往復運動させる、請
求項２に記載の粉末充填方法。
【請求項４】前記傾斜部材の往復運動時の移動ストロ
ークが０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である、請求項２ま
たは３に記載の粉末充填方法。
【請求項５】前記キャビティの幅が１ｍｍ以上５ｍｍ
以下である、請求項１から４のいずれかに記載の粉末充
填方法。
【請求項６】前記粉末は希土類合金粉末がバインダに
よって結合された造粒粉である、請求項１から５のいず
れかに記載の粉末充填方法。
【請求項７】ダイに形成されるキャビティに粉末を充
填する粉末充填装置であって、粉末落下口を有しかつ前記粉末を保持する粉末保持部、
および前記キャビティへの粉末充填時に前記粉末保持部
の少なくとも一部を用いて前記キャビティの長手方向に
平行な力を前記粉末保持部内の前記粉末に加える付加手
段を備える、粉末充填装置。
【請求項８】前記付加手段は、前記粉末保持部の一部を構成する一対の傾斜部材、およ
び前記一対の傾斜部材の少なくともいずれか一方を前記
キャビティの長手方向に平行に往復運動させる駆動手段
を含み、前記一対の傾斜部材は、相互の下端部間に前記粉末落下
口が形成されるようにそれぞれ傾斜して対向配置され
る、請求項７に記載の粉末充填装置。
【請求項９】前記駆動手段は、前記一対の傾斜部材の
それぞれを相互に反対方向に往復運動させる手段を含
む、請求項８に記載の粉末充填装置。